DE4035017C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sitzreinigung von Doppelsitzventilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Es sind eine Reihe von Steuereinrichtungen der einleitend gekennzeichneten Gattung bekannt (DE 80 03 805 U1, DE 31 08 973 C2 und DE 31 33 273 C2), die ohne Ausnahme im wesentlichen das gleiche Funktionsprinzip aufweisen, nach dem nämlich der Antriebskolben der Schließgliedverstell­ stange des anzulüftenden Schließgliedes innerhalb der Einzelverstelleinrichtung gegen einen Hubbegrenzungsanschlag gefahren wird. Dabei kann in der Regel die Anschlagposition des Antriebskolbens innerhalb der Einzelverstelleinrichtung durch verschiebliche Anschläge in Grenzen verändert werden (DE 80 03 805 U1), oder aber die Anschlagposition ist relativ zur Schließgliedverstellstange auf dieser veränder­ bar (DE 31 08 973 C2). Bei der aus der DE 80 03 805 U1 bekannten Steuereinrichtung sind die Einzelverstellein­ richtungen in der Hauptverstelleinrichtung integriert, und zwar derart, daß die eine an dem oberen und die andere an dem unteren Ende der Hauptverstelleinrichtung Aufnahme findet.

Bei der aus der DE 31 08 973 C2 bekannten Steuereinrichtung sind die beiden Schließgliedverstellstangen durch die Hauptverstelleinrichtung nach oben herausgeführt, und sie enden in einem beiden Einzelverstelleinrichtungen gemein­ samen Steuerzylinder. Schließlich zeigt die DE 31 33 273 C2 eine Steuereinrichtung, bei der die Einzelverstelleinrich­ tungen für beide Schließglieder unterhalb der ausschließlich den Vollhub für die volle Offenstellung erzeugenden Haupt­ verstelleinrichtung als eigenständige Verstelleinrichtung ohne Änderung der angrenzenden Standardbauteile additiv zwischen Hauptverstelleinrichtung und Laternengehäuse eingefügt sind.

Die Komplexität der bekannten Doppelsitzventile, bei denen eine Sitzreinigung durchgeführt werden kann, läßt die Schwierigkeiten erahnen, die bei der Voreinstellung der An­ schlagpositionen für die Antriebskolben der Einzelverstell­ einrichtungen auftreten. Einmal ist es die Summe der Ferti­ gungstoleranzen einer Vielzahl von relevanten Bauteilen, die in jedem Falle die individuelle Justierung der Einzelhübe erforderlich macht, wobei jeweils auch immer zu überprüfen ist, ob im Rahmen der möglichen Teilhubverstellung die grundsätzliche Funktion des Doppelsitzventils noch sicherge­ stellt ist. Es muß nämlich in jedem Falle verhindert werden, daß beim Anlüften des einen Schließgliedes zum Zwecke seiner Sitzreinigung nicht auch das andere Schließglied in eine Teiloffenstellung verbracht wird. Zum anderen weisen die mit den bekannten Steuereinrichtungen durchführbaren Sitzreini­ gungsverfahren einen prinzipiellen Nachteil auf, der aus der stationären Beibehaltung einer einmal erreichten Teiloffen­ stellung des jeweiligen Schließgliedes resultiert bis der Sitzreinigungsvorgang über ein extern an das Doppelsitz­ ventil herangeführtes Steuersignal beendet wird. Da, wie vorstehend bereits erwähnt, der Antriebskolben der Einzel­ verstelleinrichtung gegen eine Anschlagposition gefahren wird, steht über die gesamte Zeit­ dauer der jeweiligen Sitzreinigung ein unveränderlicher, mehr oder weniger großer Öffnungsquerschnitt für das Reini­ gungsmittel zur Verfügung. Die Druck- und Temperaturbe­ dingungen, denen Doppelsitzventile der einleitend gekenn­ zeichneten Gattung im praktischen Einsatz unterliegen, können die bereitgestellten Öffnungsquerschnitte entweder verringern oder vergrößern. Eine Verringerung kann eine unzureichende Sitzreinigung bewirken, eine Vergrößerung ergibt in jedem Falle einen höheren Reinigungsmittelver­ brauch, ohne daß dadurch zwangsläufig auch die Reinigungs­ wirkung gesteigert wird. Der letztgenannte Aspekt erfordert, insbesondere bei einer Vielzahl zeitlich parallel zu reini­ gender Doppelsitzventile beispielsweise im Rahmen eines Ventilblockes, die Bereitstellung einer zu hohen und damit unwirtschaftlichen Reinigungsleistung, ohne daß dadurch wenigstens eine Intensivierung des Sitzreinigungsvorganges oder eine für alle Doppelsitzventile gleichintensive Sitz­ reinigung erreicht würde.

Im Zusammenhang mit einem bekannten Verfahren zur Verwirk­ lichung eines leckagefrei schaltenden und sitzreinigungs­ fähigen Doppelsitzventils (EP 02 08 126 B1), bei welchem ein schieberartig ausgebildetes Schließglied zur Reinigung seines Sitzes um einen Teilhub in Richtung des ggf. produkt­ führenden Ventilgehäuseteiles verschoben wird, wobei gleich­ zeitig das andere, als Sitzteller ausgebildete Schließglied gegenüber dem ggf. produktbeaufschlagten um einen gleich- oder gegensinnigen Teilhub verschoben wird, wurde zwar vor­ geschlagen, den Sitzreinigungsvorgang durch mehrmals sich wiederholende Teilhubbewegungen der Schließglieder durchzu­ führen. Diese Maßnahme hatte in erster Linie den Zweck, die Sitzfläche des schieberartig ausgebildeten Schließgliedes freizulegen und dabei durch mehrmaliges Abwischen einen Reinigungsmittelfilm auch zwischen Sitzdichtung und Sitz­ fläche auszubringen. Allein durch einen einmaligen Öffnungshub wäre der kritische Bereich zwischen Sitzdichtung und Sitzfläche des ggf. produktbeaufschlagten schieberartig ausgebildeten Schließgliedes nicht zuverlässig zu reinigen. Aber auch bei diesem bekannten Verfahren werden die Antriebskolben der Einzelverstelleinrichtungen gegen eine feste Anschlagposition gefahren, die so lange beibe­ halten wird, bis durch ein von außerhalb des Doppelsitz­ ventils herangeführtes Steuersignal die Anlüftstellung, über deren gesamte Zeitdauer der volle Öffnungsquerschnitt für den Reinigungsmittelfluß zur Verfügung steht, beendet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Sitzreinigung von Doppelsitzventilen der einleitend gekennzeichneten Gattung die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, die Reinigungswirkung zu verbessern und dabei auch die Einrichtungen zur Teilhuberzeugung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung der Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5. Steuereinrichtungen zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ergeben sich durch die Ausgestaltung mit den Kennzeichenmerkmalen der Nebenansprüche 6, 7 und 9, deren vorteilhafte Ausführungsformen Gegenstand der unterge­ ordneten Ansprüche 8, 10 und 11 sind.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Steuereinrichtung zu ihrer Durchführung sind augenfällig. Da die Richtungsumkehr des Schließgliedes, die Umsteuerung von seiner Öffnungs- zur Schließbewegung und umgekehrt, perio­ disch erfolgt, stellt sich über den sich von einem Mindest­ betrag bis zu einem Höchstbetrag stetig verändernden Durch­ trittsquerschnitt zwischen Schließglied und zugeordnetem Ventilsitz eine schwellende Reinigungsmittelströmung ein, die eine besonders intensive Reinigungswirkung entfacht. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit im enger werdenden Spalt wird die mechanische Wirkung der Strömung gesteigert, während bei sich erweiterndem Öffnungsquerschnitt und der damit verbundenen Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit Ablösungserscheinungen und Wirbelströmungen verstärkt auf­ treten, die ein Ablösen und Austragen von abgelösten Ver­ schmutzungen begünstigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich darüber hinaus aus durch drei Verfahrensalternativen hinsichtlich der Um­ steuerung von der Öffnungs- zur Schließbewegung. Einmal kann die Umsteuerung allein zeitabhängig erfolgen, wobei gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, daß die Steuersignale entweder durch eine außerhalb des Doppelsitzventils angeordnete Hauptsteuerung oder durch eine im oder am Doppelsitzventil angeordnete, allein diesem zugeordnete Steuerung generiert werden. Die hubabhängige Lösung besteht darin, daß entweder bei Erreichen eines bestimmten Hubes die Umsteuerung des Schließgliedes eingeleitet wird oder daß die Steuerungs­ signale für die Umsteuerung mittelbar aus einem dem Hub-Zeit-Verlauf entsprechenden Verlauf einer erfaßbaren physikalischen Größe abgeleitet werden. Dies kann beispiels­ weise der Druck des Druckmittels für die Einzelverstellein­ richtungen zur Erzeugung der Teiloffenstellung sein, der einen Druckaufnehmer oder Druckschalter beaufschlagt und über diese die Steuersignale auslöst. Die dritte Lösungs­ möglichkeit sieht vor, die Richtungsumkehr des Schließ­ gliedes vom Reinigungsmittelfluß abhängig zu machen, und zwar wird die Schließbewegung eingeleitet, wenn ein Rei­ nigungsmittelfluß durch einen Durchtrittsspalt festgestellt wird, während die Öffnungsbewegung angesteuert wird, wenn der Reinigungsmittelfluß ausbleibt. Die für die zeitliche Abfolge periodisch sich einander ablösenden Öffnungs- und Schließbewegungen des Schließgliedes und die zur Richtungs­ umkehr erforderlichen Steuersignale werden bei den beiden letztgenannten Lösungsverfahren (hub- und ergebnis- bzw. reinigungsmittelgesteuerte Umsteuerung) sozusagen aus der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung heraus generiert und nicht etwa durch extern aus der Umgebung des Doppelsitz­ ventils herangeführte Steuersignale. Dies ist beispielsweise bei der zeitabhängigen Umsteuerung der Fall, wenn die er­ forderlichen Steuersignale durch eine außerhalb des Doppel­ sitzventils angeordnete Hauptsteuerung ausgegeben werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Maß­ nahmen besteht darin, daß der gesamte Steuerungsablauf ohne mechanische Hubbegrenzungen erfolgen kann, so daß auch keine beweglichen, Einstellungen erfordernden Anschläge zur Sicher­ stellung der Anschlagposition des jeweiligen Antriebskolbens der Einzelverstelleinrichtung mehr erforderlich sind.

Gleichwohl kann das erfindungsgemäße Verfahren noch mit Vorteil durchgeführt werden, wenn die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie dies eine vorteilhafte Ausgestaltung vorsieht, mit einer mechanischen Hubbegrenzung ausgestattet ist. Diese mechanische Hubbegrenzung kann einerseits einen Sicherheitsanschlag für das jeweilige Schließglied bilden, der verhindert, daß beim Ausfall oder Defekt der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung das Doppelsitzventil im Zuge der Sitzreinigung in seine volle Offenstellung überführt wird. Andererseits kann die Hubbegrenzung planmäßig dazu benutzt werden, den Endausschlag der Öffnungsbewegung des Schließgliedes, unabhängig davon, wie seine Umsteuerung von der Öffnungs­ zur Schließbewegung und umgekehrt erfolgt, mechanisch zu begrenzen.

Neben der vorgenannten strömungsmechanisch bedingten Inten­ sivierung des Sitzreinigungsvorganges ergibt sich auch eine verbesserte Reinigung der kritischen Bereiche zwischen Sitzdichtung und Schließglied dadurch, daß infolge der periodischen Öffnungs- und Schließbewegungen des Schließ­ gliedes die Sitzdichtung bei Einwirkung des Reinigungsmit­ tels wiederholt deformiert und gewalkt wird, was Mikrobe­ wegungen der Dichtung gegenüber den sie begrenzenden Schließgliedflächen zur Folge hat.

Darüber hinaus liegt es in der Natur der Sache, daß ein sich zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert periodisch verändernder Durchtrittsquerschnitt zwischen Schließglied und zugeordnetem Ventilsitz über die gesamte Zeitspanne einer Sitzreinigung weniger Reinigungsmittel durchsetzt, als ein über die gesamte Zeitdauer stationär auf den maximalen Durchtrittsquerschnitt geöffneter Teilhub. Dieser Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann besonders augen­ fällig, wenn eine Vielzahl von Doppelsitzventilen zeitlich parallel in ihrem Sitzbereich gereinigt werden sollen, weil man dann davon ausgehen kann, daß die maximalen Durchsatz­ leistungen für das einzelne Ventil bei kurzzeitig voll geöffnetem Durchtrittquerschnitt zeitlich statistisch verteilt auftreten, so daß mit großer Wahrscheinlichkeit niemals der Fall eintreten wird, daß alle zeitlich parallel zu reinigenden Doppelsitzventile zum gleichen Zeitpunkt den maximal möglichen Reinigungsmittelfluß abfordern. Dadurch bleibt der Druckverlust in der die hintereinander geschalteten Ventile verbindenden Leitung begrenzt, das heißt das erste und das letzte der in Reihe geschalteten Ventile erfahren eine etwa gleichintensive Reinigung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Hub-Zeit-Verlauf der Öffnungs- und Schließbewegung des Schließgliedes wahlweise und unabhängig voneinander eingestellt wird. Durch diese Maßnahme nimmt man einerseits Einfluß auf die strömungsmechanischen Vorgänge innerhalb des Durchtritts­ spaltes und andererseits kann dadurch der effektiv wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Reinigungsmittel über die Zeitdauer der Reinigung gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf alle ein­ leitend genannten Steuereinrichtungen, soweit es hierbei um die Anordnung der Einzelverstelleinrichtungen, die vielfältigen Ausführungen der Schließgliedverstellstangen und nicht zuletzt um die Ausführungsformen der Schließ­ glieder geht, wobei letztere beispielsweise beide als Sitzteller oder beide als schieberartig ausgebildete Schließglieder oder wobei der eine als Sitzteller und der andere als Schieber ausgeführt sein können.

Abhängig von den drei erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ver­ fahrensvarianten werden Steuereinrichtungen vorgeschlagen, die voneinander unabhängig sind. Zur Realisierung der zeit­ abhängigen Umsteuerung von der Öffnungs- zur Schließbewegung und umgekehrt sind Steuersignäle notwendig, die über ein Zeitglied generiert werden. Dieses Zeitglied kann sich in einer außerhalb des Doppelsitzventils befindlichen Haupt­ steuerung befinden; es kann aber auch vor Ort, das heißt im oder am Doppelsitzventil angeordnet sein, und es wird erst dann aktiviert, wenn das betreffende Doppelsitzventil zur Sitzreinigung angesteuert wird. Als Folge der ausgelösten Steuersignale führt das jeweilige Schließglied periodisch sich einander ablösende Öffnungs- und Schließbewegungen aus, wobei die Umkehrpunkte der Schließ- und der Öffnungsbewegung in einem bestimmten Abstand von der Sitzfläche bzw. einer gegebenenfalls vorhandenen Hubbegrenzung liegen können. Es sind aber auch Verhältnisse möglich, bei denen die Umkehr­ punkte gerade in der Schließ- bzw. der Anschlagposition des Schließgliedes liegen oder durch diese zwangsweise festge­ legt werden.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die eine hubabhängige Umsteuerung verwirklicht, sind die Schließgliedverstellungen jeweils mit einem Stellungsgeber versehen. Dies können beispielsweise Nocken oder Aus­ nehmungen sein, die mechanisch auf einen der jeweiligen Schließgliedverstellstange zugeordneten Stellungsnehmer einwirken. Dies können aber auch elektrisch-induktiv wirkende Stellungsgeber sein. Als Stellungsnehmer bieten sich andererseits beispielsweise elektrische, pneumatische oder hydraulische Schalter an, die, wie vorstehend bereits angegeben, beispielsweise mechanisch oder elektrisch- induktiv beaufschlagt werden. Weiterhin ist nun bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung vorgesehen, daß der Stellungsnehmer entweder Mittel zur Handhabung von Antriebs­ energie für die der Schließgliedverstellstange zugeordnete Einzelverstelleinrichtung ansteuert oder die Handhabung direkt steuert. Üblicherweise sind derartige Mittel elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbare Stellventile, mit denen das Druckmittel, vorzugweise Preß­ luft, der Einzelverstelleinrichtung zugeführt oder aus dieser fortgeführt wird.

Es liegt auf der Hand, daß die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft herausgestellten Ausführungsbei­ spiele einer Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich Beispielcharakter haben. Selbstverständlich ist das vorgeschlagene Verfahren auch anwendbar auf andere Einzelverstelleinrichtungen, die letztlich dem Zweck dienen, eine wie auch immer geartete Verstellbewegung des Schließgliedes (vorzugsweise trans­ latorisch oder rotativ) über seine Schließgliedverstell­ stange zu erzeugen. Es kann sich dabei um rein elektro­ motorische oder auch um hydraulische Antriebe handeln, wobei die Schließbewegung nicht notwendigerweise, wie dies üblich ist, federschließend erfolgt, sondern beispielsweise auch durch die zweite Richtung eines in zwei Richtungen wirkenden Antriebs realisiert werden kann.

Das vorgenannte Verfahren ist auch nicht nur auf die einleitend dargestellten Konfigurationen von Hauptverstell­ einrichtung und Einzelverstelleinrichtungen, wie sie im Stand der Technik nachzuweisen sind, beschränkt. Vielmehr ist das Verfahren auch anwendbar auf bislang bei Doppelsitz­ ventilen der einleitend gekennzeichneten Gattung noch nicht angewandte Antriebe, wie sie beispielsweise in der bereits vorstehend genannten EP 02 08 126 B1 beschrieben sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Steuereinrichtung zu seiner Durchführung werden anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispieles in den nachfolgend erläuterten Figuren der Zeichnung im einzelnen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung in ihrer Anwendung auf ein Doppelsitz­ ventil mit zwei als Sitzteller ausgebildeten Schließ­ gliedern und in Verbindung mit möglichen Anordnungen von Hauptverstelleinrichtung und Einzelverstelleinrichtungen und

Fig. 2 einen Hub-Zeit-Verlauf h=f(t) eines Schließgliedes, wie er sich bei Anwendung der Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 beispielsweise darstellt.

In Fig. 1 sind vier das Doppelsitzventil mit der erfindungs­ gemäßen Steuereinrichtung kennzeichnende Bereiche I bis IV dargestellt. Der Bereich I beinhaltet das Doppelsitzventil 1 im Bereich seiner Ventilgehäuse 1a und 1b, und zwar in einer vielfach zur Anwendung kommenden Ausführungsform, bei der die Schließglieder 2 und 3 als Sitzteller ausgebildet sind. Letztere bilden in der gezeigten Stellung zwischen sich und den Ventilgehäusen 1a, 1b einen Leckagehohlraum 4, der über ein mit dem untenliegenden Schließglied 2 verbundenes Rohr 2a eine Verbindung zur Umgebung des Doppelsitzventils aufweist. Beide Schließglieder 2 und 3 werden über eine Schließgliedver­ stellstange 5 bzw. 6 betätigt, die beide nach oben aus dem Ventilgehäuse 1a herausgeführt sind, wobei letztere als Hohl­ stange ausgebildet ist und erstere konzentrisch umschließt.

Der Bereich II zeigt mögliche Konfigurationen einer Haupt­ verstelleinrichtung 12 in Verbindung mit Einzelverstellein­ richtungen 11. Es handelt sich, im einzelnen von links nach rechts betrachtet, um eine Antriebskonfiguration, wie sie in der DE 31 08 973 C2, der DE 31 33 273 C2, dem DE 80 03 805 U1 und der EP 02 08 126 B1 dargestellt ist. Mit 11a bzw. 11b ist ein Druckmittelanschluß der Einzelverstelleinrichtung 11 und mit 12a ist ein Druckmittelanschluß der Hauptverstell­ einrichtung bezeichnet. In allen Fällen sind die Schließ­ gliedverstellstangen 5 und 6 in die Antriebskonfiguration hineingeführt. Die Einzelverstelleinrichtungen 11 werden über Druckmittelleitungen 10, 10* mit Druckmittel ver- und entsorgt.

Die Bereiche III und IV beinhalten die eigentliche erfin­ dungsgemäße Steuereinrichtung, wobei in letzterem allein die Erfassung des Hubes der als Hohlstange ausgebildeten Schließgliedverstellstange 6 dargestellt ist. Eine rillen­ förmige Ausnehmung 6a fungiert dabei als Stellungsgeber, während ein Stellungsmelder 7* als elektrischer Zweipunkt­ schalter ausgeführt ist, der in Hubrichtung verschieblich angeordnet ist. Der Bereich IV wird beim real ausgeführten Doppelsitzventil dort zu finden sein, wo die als Hohlstange ausgebildete Schließgliedverstellstange 6 zum Zwecke ihrer Huberfassung zugänglich ist.

Im Bereich III wird der Hub der Schließgliedverstellstange 5 in gleicher Weise, wie dies vorstehend anhand des Bereichs IV bereits dargestellt wurde, über einen weiteren Stellungs­ geber 5a und einen Stellungsmelder 7 erfaßt. Der erste und der zweite Stellungsmelder 7 bzw. 7* werden von einem Steu­ ermittel U bzw. U* beaufschlagt, welches in der Regel als Gleich- oder Wechselspannung zur Verfügung steht. Mit dem vorgenannten Steuermittel werden Mittel 8, 8a bzw. 8*, 8a* zur Handhabung von Antriebsenergie für die der Schließglied­ verstellstange 5 bzw. 6 zugeordnete Einzelverstellein­ richtung 11 wahlweise angesteuert. Bei den vorgenannten Mitteln handelt es sich in der Regel um elektrisch betätig­ bare Stellventile für Druckmittel, insbesondere für Preß­ luft, wobei die elektrischen Antriebe mit 8a bzw. 8a* und die Stellventile mit 8 bzw. 8* bezeichnet sind. Die Druck­ mittelversorgung ist mit P gekennzeichnet: das Druckmittel selbst wird dem Stellventil 8 bzw. 8* über eine verstellbare Drossel 9 bzw. 9* zugeführt und über eine ebensolche Drossel 9a bzw. 9a* aus diesem in die Umgebung A bzw. A* abgeführt. Die Stellventile 8 bzw. 8* schalten die Druckmittelleitung 10 bzw. 10* zu den Einzelverstelleinrichtungen 11.

Im Bereich I erkennt man an einer Stelle, in Strömungsrich­ tung gesehen, hinter dem zu reinigenden Ventilsitz - im Ausführungsbeispiel ist dies der Leckagehohlraum 4 - einen auf den Reinigungsmittelfluß ansprechenden Signalgeber 7**, welcher Steuersignale liefert, die geeignet sind, den Antrieb 8a oder 8a* des Stellventils 8 bzw. 8* anzusteuern.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung soll in Verbindung mit dem Hub-Zeit-Verlauf h=f(t) gemäß Fig. 2 erläutert werden. Der Stellungsmelder 7 beispiels­ weise wird in Hubrichtung derart positioniert, daß sich ein in Fig. 2 mit H gekennzeichneter größter Teilhub einstellt. Der zeitliche Verlauf des Öffnungshubes trägt die Bezeich­ nung a, jener des Schließhubes die Bezeichnung b. Die Gesamtzeit eines Schaltintervalles ist mit Δt_ges bezeichnet. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß der größte Teilhub H in diesem Falle unter Verzicht auf jegliche mechanische Hubbegrenzung sichergestellt ist. Wird nun die Schließglied­ verstellstange 5 so weit nach oben verfahren, daß der als ringförmige Nut ausgebildete Stellungsgeber 5a den Stel­ lungsmelder 7 betätigt, so wird die Ansteuerung des Antriebes 8a des Stellventils 8 unterbrochen, letzteres öffnet die Druckmittelleitung 10 zur Umgebung A hin, und das Druckmittel kann aus der Einzelverstelleinrichtung 11 abströmen. Die Schließgliedverstellstange 5 und das mit ihr verbundene Schließglied 2 bewegen sich nunmehr abwärts. Sobald im Zuge der Abwärtsbewegung der Stellungsgeber 5a den Einwirkungsbereich des Stellungsmelders 7 verläßt, steuert letzterer wieder den Antrieb 8a an, und Druckmittel kann aus der Druckmittelversorgung P über das Stellventil 8 der Einzelverstelleinrichtung 11 auf dem Weg über die Druckmit­ telleitung 10 erneut zuströmen. Die Schließbewegung kommt zum Stillstand, das Schließglied 2 befindet sich entweder auf oder in der Nähe seiner Sitzfläche, und es erfolgt eine Richtungsumkehr und anschließend eine erneute Öffnungsbewe­ gung des Schließgliedes 2. Sowohl die Druckmittelzufuhr als auch die -abfuhr in bzw. aus der Einzelverstelleinrichtung 11 kann durch die verstellbare Drossel 9 bzw. 9a beeinflußt werden. Dadurch gelingt es, die Steigung des Öffnungshubes a bzw. des Schließhubes b im Hub-Zeit-Verlauf zu beeinflussen. Ob das Schließglied 2 am Ende seines Schließhubes auf der zugeordneten Sitzfläche zur metallischen Anlage kommt hängt im wesentlichen von den gewählten Parametern ab, die den periodischen Verlauf sich einander ablösenden Öffnungs- und Schließbewegungen zeitlich bestimmen. Im dargestellten Falle kommt es, wie Fig. 2 zeigt, kurzzeitig zum metallischen Kontakt zwischen Schließglied 2 und dem zugeordneten Ventil­ sitz, da der Schließhub b die mit null gekennzeichnete Linie erreicht. Mit H* ist in Fig. 2 der Vorhub des Schließ­ gliedes 2 bis zum Abheben der Sitzdichtung vom zugeordneten Ventilsitz bezeichnet. Dies bedeutet, daß erst von hier ab beim weiteren Öffnungshub ein Durchtrittsquerschnitt für das Reinigungsmittel bereitsteht. Die Spanne für den effektiv wirksamen Öffnungshub beträgt im vorliegenden Falle Δs= H-H*. Über die Zeitdauer Δt₁ bleibt, wie dies Fig. 2 ebenfalls zeigt, der Sitzbereich für den Durchtritt von Reinigungsmittel gesperrt, während über die Zeitdauer Δt₂ eine Sitzreinigung mit sich stetig änderndem Durchtrittsquerschnitt, von null beginnend, bis zu einem Maximum ansteigend und wieder auf null absinkend, wirksam wird. Die mit einem derartigen Sitzreinigungsverfahren erreichbaren Vorteile wurden einleitend bereits ausführlich diskutiert.

Es wird anhand des Verlaufs gemäß Fig. 2 auch in besonderer Weise deutlich, daß im Bereich zwischen den effektiv wirksamen Öffnungsintervallen weitere Öffnungsintervalle anderer, zeitgleich ebenfalls dem erfindungsgemäßen Sitzreinigungsverfahren unterworfenen Doppelsitzventile statistisch plaziert werden können, ohne daß die zur Verfügung zu stellende Reinigungsleistung linear mit der Anzahl der zur Sitzreinigung anstehenden Ventile ansteigen muß. Werden die Stellventile 8 oder 8* abhängig vom Reinigungsmittelfluß, in Strömungsrichtung gesehen, an einer Stelle hinter dem zu reinigenden Ventilsitz mittels eines auf den Reinigungsmittelfluß ansprechenden Signalgebers 7** angesteuert, so wird die Erfassung des jeweiligen Schließ­ gliedhubes auf dem Weg über den Stellungsgeber 5a bzw. 6a in Verbindung mit dem Stellungsmelder 7 bzw. 7* überflüssig. Sobald infolge effektiver Öffnung des Durchtrittsspaltes zwischen Schließglied 2 bzw. 3 und dem zugeordneten Ventil­ sitz ein Reinigungsmittelfluß zustande kommt, erfolgt über ein daraus resultierendes Signal des Signalgebers 7** eine Umsteuerung von der Öffnungs- zur Schließbewegung. Die Unterbrechung des Reinigungsmittelflusses im Zuge der Fort­ führung der Schließbewegung ergibt nun wiederum ein den Vorgang umkehrendes Signal, so daß die Abfolge periodisch sich einander ablösenden Öffnungs- und Schließbewegungen sichergestellt ist.

Um zum einen zu verhindern, daß beim Ausfall oder Defekt der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung das Doppelsitzventil im Zuge der Sitzreinigung in seine volle Offenstellung über­ führt wird, ist jede Einzelverstelleinrichtung 11 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten mechanischen Anschlag versehen, der den möglichen Einzelhub der jeweiligen Einzel­ verstelleinrichtung 11 auf ein Maß begrenzt, welches größer ist als der effektive Öffnungshub H bei der jeweiligen Sitz­ reinigung. Dieser Anschlag ist zum anderen aber auch ge­ eignet, den planmäßigen effektiven Öffnungshub H im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Anfahren der Einzel­ verstelleinrichtung an diesen Anschlag zu realisieren.

Claims (11)

1. Verfahren zur Sitzreinigung von Doppelsitzventilen mit zwei unabhängig voneinander bewegbaren Schließgliedern, die zu­ sätzlich zu der vollen Offenstellung in eine Teiloffen­ stellung verbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Teiloffenstellung durch periodisch sich einander ablösende Öffnungs- und Schließbewegungen des Schließ­ gliedes (2, 3) erreicht wird, wobei eine Umsteuerung von der Öffnungs- zur Schließbewegung und umgekehrt zeit- oder hub- oder ergebnisabhängig erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale für die zeitabhängige Umsteuerung des Schließgliedes (2, 3) entweder durch eine außerhalb des Doppelsitzventils angesteuerte Hauptsteuerung oder durch eine im oder am Doppelstitzventil angeordnete, allein diesem zugeordnete Steuerung generiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale für die hubabhängige Umsteuerung des Schließ­ gliedes (2, 3) entweder unmittelbar aus einem Hub-Zeit-Ver­ lauf oder mittelbar aus einem letzterem entsprechenden Ver­ lauf einer erfaßbaren pysikalischen Größe, beispielsweise dem Druck des Druckmittels für die Einzelverstellein­ richtungen zur Erzeugung der Teiloffenstellungen, abge­ leitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale für die ergebnisabhängige Umsteuerung des Schließgliedes (2, 3) abhängig vom Reinigungsmittelfluß generiert werden, und zwar, in Strömungsrichtung gesehen, an einer Stelle hinter dem zu reinigenden Ventilsitz.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hub-Zeit-Verlauf der Öffnungs- und Schließbewegung wahlweise und unabhängig voneinander einge­ stellt wird.

6. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2 oder 5 mit zwei Schließgliedverstellstangen (5, 6), mittels derer die Schließglieder (2, 3) durch eine Hauptverstelleinrichtung (12) in die volle Offenstellung und durch Einzelverstelleinrichtungen (11) in die Teil­ offenstellung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied vorgesehen ist, mittels dessen Steuersignale generiert werden, deren Frequenz einstellbar ist und die Mittel zur (8, 8a; 8*, 8a*) zur Handhabung von Antriebsenergie für die der Schließgliedverstellstange (5 bzw. 6) zugeordnete Einzelverstelleinrichtung (11) wahlweise ansteuern.

7. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3 oder 5 mit zwei Schließgliedverstell­ stangen (5, 6), mittels derer die Schließglieder (2, 3) durch eine Hauptverstelleinrichtung (12) in die volle Offen­ stellung und durch Einzelverstelleinrichtungen (11) in die Teiloffenstellung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließgliedverstellstangen (5, 6) jeweils mit einem Stellungsgeber (5a bzw. 6a) versehen sind, dem jeweils ein in Hubrichtung verschieblich angeordneter Stellungsnehmer (7 bzw. 7*) zugeordnet ist, und daß letzterer entweder Mittel (8, 8a; 8*, 8a*) zur Handhabung von Antriebsenergie für die der Schließgliedverstellstange (5 bzw. 6) zuge­ ordnete Einzelverstelleinrichtung (11) ansteuert oder die Handhabung direkt steuert.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stellungsnehmer (7 bzw. 7*) als elek­ trischer, pneumatischer oder hydraulischer Schalter ausgebildet ist.

9. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 4 oder 5 mit zwei Schließgliedverstell­ stangen (5, 6), mittels derer die Schließglieder (2, 3) durch eine Hauptverstelleinrichtung (12) in die volle Offenstellung und durch Einzelverstelleinrichtungen (11) in die Teiloffenstellung gelangen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein auf den Reinigungsmittelfluß an­ sprechender Signalgeber (7**) vorgesehen ist, der die Mittel (8, 8a; 8*, 8a*) zur Handhabung von Antriebsenergie für die der Schließgliedverstellstange (5 bzw. 6) zugeordnete Einzelverstelleinrichtung (11) wahlweise ansteuert.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (8, 8a; 8*, 8a*) als elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Stellventile für Druckmittel ausgeführt sind.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal mögliche Teilhub der Einzelverstelleinrichtungen (11) durch eine mechanische Hubbegrenzung vorgegeben ist.